微生物肥料-郑伟课件

微生物肥料微生物肥料舜天研究院舜天研究院v为什么发展微生物肥料？为什么发展微生物肥料？v微生物肥料作用机理与效果微生物肥料作用机理与效果v微生物肥料生产微生物肥料生产v微生物肥料合理使用微生物肥料合理使用提提纲纲一、一、为什么发展微生物肥料？为什么发展微生物肥料？长期、长期、过量施用化肥的危害过量施用化肥的危害n危害之一：削弱庄稼生产能力危害之一：削弱庄稼生产能力造成了土壤板结，土壤有机质含量降低，肥力下降，土壤中有益微生物的生存空间变小，数量减少。农作物的抗病、抗寒、抗旱、抗倒伏能力减弱，病虫害的发生越来越严重，导致农作物品质下降，产量降低。l危害之二：加剧环境污染。过多施用的肥料如果超过土壤的保持能力时，就会流入周围的水中，形成农业面源污染、造成水体富营养化，导致藻类滋生，继而破坏水环境。据统计，中国每年因不合理施肥造成1000多万吨的氮素流失到农田之外，直接经济损失约300亿元。过量的肥料还会渗入20米以内的浅层地下水中，使得地下水硝酸盐含量增加。l危害之三：浪费大量紧缺资源。如果能够把浪费掉的化肥节省下来，就会缓解我国的能源紧缺状况。仅在2004年，我国化肥生产消耗了大约1亿吨标准煤，超过国家能源消耗比重的5。此外，我国化肥生产每年消耗的高品位磷矿石超过了1亿吨，而磷矿石已经列入国土资源部2010年后紧缺资源之列；化肥生产还消耗了我国72的硫资源。因此在这种情况下，20世纪70年代，国际上成立了“有机农业联盟”，在世界范围内呼吁不用或者尽量少用化肥，并积极研究化肥的代替品。大家都知道，几十年前我国农业生产主要施用农家肥，最近几十年主要应用化肥，而今后微生物肥料的使用量将越来越大，这是生产绿色食品和发展可持续农业的必然趋势。我国的微生物肥料产业近几年发展迅速，并已成为我国农业生物产业的重要组成部分。目前登记的微生物肥料产品数量达1200个（截止2010年10月），应用面积在一亿亩以上。微生物肥料年产量800万吨，在国家生态示范区、绿色和有机农产品基地中已成为肥料主力军，其用量超过450万吨，约占我国微生物肥料年产量的50%，且这一数字还呈不断上升趋势。国家支持微生物肥料行业发展 u出台促进生物产业加快发展的若干政策（国办发出台促进生物产业加快发展的若干政策（国办发200945号）号）u实施绿色农用生物产品高技术产业化专项（发改实施绿色农用生物产品高技术产业化专项（发改办高技办高技2009536号；号；u国家高技术产业化示范工程项目（发改委）国家高技术产业化示范工程项目（发改委）；u国家土壤有机质提升试点补贴项目（农业部）：秸秆国家土壤有机质提升试点补贴项目（农业部）：秸秆还田中，政府采购腐熟菌剂，提供农民使用；还田中，政府采购腐熟菌剂，提供农民使用；u中小企业创新基金：中小企业创新基金：u七大新型战略产业之一微微生生物物种种类类繁繁多多，在在长长期期的的生生物物进进化化和和环环境境适适应应中中，不不同同种种类类的的微微生生物物具具备备了了相相应应的的作作用用机机理理，表现出表现出多样化的功能与效果多样化的功能与效果;选选择择和和应应用用这这些些功功能能微微生生物物，是是微微生生物物肥肥料料(农农用用微生物产品微生物产品)新品种研发、生产和应用的新品种研发、生产和应用的基础基础。二、微生物肥料的作用机理与效果二、微生物肥料的作用机理与效果微生物肥料定义微生物肥料定义v中国科学院院士，我国土壤微生物学的奠基人、华中农业大学陈华癸教授就微生物肥料的含义问题指出，所谓微生物肥料，“是指一类含有活微生物的特定制品，应用于农业生产中，能够获得特定的肥料效应，在这种效应的产生中，制品中活微生物起关键作用，符合上述定义的制品均应归入微生物肥料”。u目前目前“国家标准（国家标准（GB20287-2006GB20287-2006）”的定义：微生物肥的定义：微生物肥料料(microbial fertilizer/biofertilizer)-(microbial fertilizer/biofertilizer)-含有特定微生物活体的含有特定微生物活体的制品，应用于农业生产，通过其中所含微生物的生命活动，制品，应用于农业生产，通过其中所含微生物的生命活动，增加增加植物养分的供应量或促进植物生长植物养分的供应量或促进植物生长，提高，提高产量产量，改善农，改善农产品产品品质品质及及农业生态环境农业生态环境。微生物肥料六大功能机理微生物肥料六大功能机理vNY/T1847-2010微生物肥料生产菌株质量评价通用技术要求中总结的6个方面：提供或活化养分功能；提供或活化养分功能；产生促进作物生长活性物质能力；产生促进作物生长活性物质能力；促进有机物料腐熟功能；促进有机物料腐熟功能；改善农产品品质功能；改善农产品品质功能；增强作物抗逆性功能；增强作物抗逆性功能；改良和修复土壤功能。改良和修复土壤功能。1 1、提供或活化养分功能：、提供或活化养分功能：生物固氮生物固氮微生物固氮肥料是微生物肥料中施用历史最久、应用范围最微生物固氮肥料是微生物肥料中施用历史最久、应用范围最广的一类。广的一类。根瘤菌根瘤菌及其制剂产品：如花生根瘤菌及其制剂产品：如花生根瘤菌Bradyrhizobiumsp.(Arachis hypogae);大豆根瘤菌大豆根瘤菌(B.japonicum或B.elkanii或Sinorhizobium fredii);自生固氮菌自生固氮菌/联合固氮菌及其制剂联合固氮菌及其制剂：圆褐固氮菌圆褐固氮菌(Azotobacter chroococcum)、拜氏固氮菌、拜氏固氮菌(Azotobacter beijerimckii);巴西固氮螺菌巴西固氮螺菌(Azospirillium brasilense)、粪产、粪产碱菌碱菌(Alcalige faecalis)图图A 大豆根瘤大豆根瘤图图B 大豆根瘤菌大豆根瘤菌根瘤菌能与其它生物共生来固定空气中的氮素，并产生很多激素类物质来刺激作物生长。根瘤菌能与其它生物共生来固定空气中的氮素，并产生很多激素类物质来刺激作物生长。图图B花生根瘤菌花生根瘤菌图图A花生根瘤花生根瘤圆褐固氮菌（带夹膜）圆褐固氮菌（带夹膜）圆褐固氮菌具有较强的固氮能力，也能分泌某些维生素及吲哚乙酸等刺激作物圆褐固氮菌具有较强的固氮能力，也能分泌某些维生素及吲哚乙酸等刺激作物根系生长，进而促进植株的生长和果实的发育，因此，将圆褐固氮菌制成菌剂，根系生长，进而促进植株的生长和果实的发育，因此，将圆褐固氮菌制成菌剂，施用到土壤中，可以提高农作物的产量。施用到土壤中，可以提高农作物的产量。它不形成根瘤菌，而是利用土壤中的有机质或根系分泌的有机质作碳源固定空它不形成根瘤菌，而是利用土壤中的有机质或根系分泌的有机质作碳源固定空气中的氮素，也能直接利用铵盐和硝酸盐等无机氮化物，有氮化合物时它不固气中的氮素，也能直接利用铵盐和硝酸盐等无机氮化物，有氮化合物时它不固定分子态氮。定分子态氮。v我我国国磷磷矿矿资资源源缺缺乏乏，尤尤其其是是高高品品位位的的磷磷矿矿；土土壤壤中中积积累累了了大大量量的的难难溶性磷，溶性磷，研究开发溶磷菌剂十分必要。研究开发溶磷菌剂十分必要。v微微生生物物解解磷磷或或溶溶磷磷机机理理是是：通通过过产产生生有有机机酸酸（如如乳乳酸酸、柠柠檬檬酸酸）和和一一些些酶酶类类（如如植植酸酸酶酶），使使土土壤壤中中的的难难溶溶性性磷磷素素如如磷磷酸酸铁铁、磷磷酸酸铝铝以及有机磷酸盐矿化形成作物能够吸收利用的可溶性磷。以及有机磷酸盐矿化形成作物能够吸收利用的可溶性磷。v将将分分解解利利用用不不同同磷磷素素来来源源如如分分解解卵卵磷磷脂脂类类的的细细菌菌称称为为有有机机磷磷细细菌菌，分解磷酸三钙的细菌称为分解磷酸三钙的细菌称为无机磷细菌无机磷细菌。v目前主要研究和应用的菌种有以下一些种：目前主要研究和应用的菌种有以下一些种：细细菌菌：巨巨大大芽芽胞胞杆杆菌菌(Bacillus Bacillus megatheriummegatherium)；氧氧化化硫硫硫硫杆杆菌菌(Thiobacillus Thiobacillus thiooxidansthiooxidans)；假假单单胞胞菌菌属属的的一一些些种种(PseudomonasPseudomonas spp.)spp.)；芽芽胞胞杆杆菌菌属属或或类类芽芽胞胞杆杆菌菌属属的的一一些些种种(Bacillus Bacillus spp.spp.或或PaenibacillusPaenibacillus spp.)spp.)；许多真菌许多真菌：(例如例如青霉菌、黑曲霉，青霉菌、黑曲霉，菌根菌根等等)具有非常强的溶磷能力。具有非常强的溶磷能力。1 1、提供或活化养分功能：、提供或活化养分功能：溶磷溶磷巨大芽孢杆菌在肉汤培养基上的菌落巨大芽孢杆菌菌体巨大芽孢杆菌能利用多种碳源，巨大芽孢杆菌能利用多种碳源，营养要求低，生长快，巨大芽孢营养要求低，生长快，巨大芽孢杆菌在杆菌在2837都能很好地生长。都能很好地生长。在营养琼脂上，生长堆积，有光泽在营养琼脂上，生长堆积，有光泽或中度暗淡；随菌龄的增长，有时或中度暗淡；随菌龄的增长，有时微起褶皱，常呈黄色色调；长时间微起褶皱，常呈黄色色调；长时间培养后，生长和培养基变为褐色或培养后，生长和培养基变为褐色或淡黑色（见菌落照片）。淡黑色（见菌落照片）。一些微生物能分解长石和云母产生有效钾，这类微生物称为钾细菌或硅酸盐细菌。它能将长石、磷矿石、云母等难溶性矿物中的磷钾有效化，分泌能够刺激作物生长的 激素。施用硅酸盐细菌肥料不仅可改善作物的营养条件，还可提高作物对养分的利用能力，可减轻多种作物病害。解钾菌种主要有：解钾菌种主要有：胶质芽胞杆菌胶质芽胞杆菌(Bacillus mucilaginosusBacillus mucilaginosus)、环状芽胞杆菌环状芽胞杆菌(B.circulansB.circulans)及其它经过鉴定的一类。及其它经过鉴定的一类。胶质芽胞杆菌胶质芽胞杆菌(Bacillus mucilaginosusBacillus mucilaginosus)从发现至今已有从发现至今已有 8080多年的历史多年的历史。1 1、提供或活化养分功能：解钾解钾钾细菌钾细菌 Bacillus mucilaginosus 钾细菌作用机理：首先，细菌-矿物复合体的形成，硅酸盐细菌在培养基中增殖，产生大量多糖物质，通过其粘结作用，使矿物颗粒与细胞物质纠结在一起，进而形成细菌-矿物复合体；这种复合体的形成促进细菌细胞与矿物颗粒进一步接触，甚至可以在小分子如培养基水分子的帮助下，使矿物晶格层间域增大，从而有助于钾离子的释放。注：左侧注：左侧-为微生为微生物肥料菌剂产品与常物肥料菌剂产品与常规施肥（羊粪）配合规施肥（羊粪）配合施用；施用；右侧右侧-为当地常为当地常规施肥（羊粪）规施肥（羊粪）示范试验地点：山西示范试验地点：山西省平遥省平遥长山药（收获期）长山药（收获期）施用微生物菌剂施用微生物菌剂常规施肥常规施肥v难溶性钙、镁或硫元素的活化，提供给作物利用v微生物种类：产生铁载体：Thiobacillus thiooxidans（氧化硫硫杆菌）Rhizopus arrhizus(根霉)1 1、提供或活化养分功能：、提供或活化养分功能：溶解中量元素能力溶解中量元素能力微生物肥料提高化肥利用率，微生物肥料提高化肥利用率，减少化肥的使用量减少化肥的使用量v微微生生物物肥肥料料与与化化肥肥配配合合使使用用，可可提提高高化化肥肥的的利利用用率率，减减少少化肥的流失，从而化肥的流失，从而降低化肥的施用量（降低化肥的施用量（10%-30%）。v巴巴西西、阿阿根根廷廷种种植植大大豆豆不不施施化化学学氮氮肥肥，美美国国仅仅施施5Kg/公公顷顷氮氮肥肥。我我国国则则施施用用150Kg/公公顷顷氮氮肥肥，产产量量比比国国外外低低30以以上上。v有有经经济济上上的的意意义义，而而且且有有生生态态学学方方面面的的价价值值，对对环环境境也也有有益处。益处。2 2、产生促进作物生长活性物质能力、产生促进